蔡廣林，鄭秀波，張沛，雷云凱

（1.廣東電網(wǎng)公司電網(wǎng)規(guī)劃研究中心，廣州5100801；2.天津大學(xué)智能電網(wǎng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津300072）

基于風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)的電網(wǎng)事故量化排序方法指導(dǎo)電網(wǎng)規(guī)劃

蔡廣林1，鄭秀波1，張沛2，雷云凱2

（1.廣東電網(wǎng)公司電網(wǎng)規(guī)劃研究中心，廣州5100801；2.天津大學(xué)智能電網(wǎng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津300072）

國(guó)務(wù)院599號(hào)令要求電力安全事故評(píng)級(jí)以導(dǎo)致的用戶停電范圍和負(fù)荷損失為標(biāo)準(zhǔn)。若僅按此標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電網(wǎng)事故量化評(píng)價(jià)，則忽視了電力系統(tǒng)故障事件的概率特征，容易導(dǎo)致資金利用不當(dāng)或投資規(guī)模過(guò)大。文中根據(jù)靈敏度理論計(jì)算故障事件導(dǎo)致的失負(fù)荷指標(biāo)，并結(jié)合故障事件概率綜合量度故障事件失負(fù)荷概率風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)，應(yīng)用失負(fù)荷概率風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)對(duì)故障事件進(jìn)行量化排序，從而指導(dǎo)電網(wǎng)規(guī)劃。通過(guò)對(duì)2015年廣東電網(wǎng)500 kV規(guī)劃方案的研究結(jié)果表明，風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)能夠更科學(xué)地對(duì)故障事件進(jìn)行優(yōu)先級(jí)排序，幫助規(guī)劃部門優(yōu)先鞏固電網(wǎng)薄弱環(huán)節(jié)，明確電網(wǎng)投資方向。

安全控制；失負(fù)荷；風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估；電網(wǎng)規(guī)劃

隨著電力系統(tǒng)的高速發(fā)展，投資規(guī)模日益增大，系統(tǒng)潛在風(fēng)險(xiǎn)也不斷增加，研究如何量化故障事件對(duì)系統(tǒng)的影響，幫助電網(wǎng)規(guī)劃人員明確投資方向、改進(jìn)電網(wǎng)設(shè)計(jì)已是勢(shì)在必行。已有研究主要集中于通過(guò)確定性指標(biāo)判斷故障的嚴(yán)重程度，文獻(xiàn)[1]從數(shù)據(jù)挖掘角度，采用Apriori算法找關(guān)聯(lián)規(guī)則從而判斷影響電網(wǎng)安全的危險(xiǎn)點(diǎn)，查找并確認(rèn)事故發(fā)生的可能性及嚴(yán)重程度，提出整改和控制措施，達(dá)到預(yù)防控制事故的目的。文獻(xiàn)[2-3]提出了基于故障樹(shù)理論研究輸電系統(tǒng)可靠性，分析系統(tǒng)潮流分布以及故障的嚴(yán)重程度，并應(yīng)用于輸電網(wǎng)安全性評(píng)估。國(guó)務(wù)院599號(hào)令《電力安全事故應(yīng)急處置和調(diào)查處理?xiàng)l例》[4]要求各類電力安全事故應(yīng)按照其導(dǎo)致的用戶停電范圍和負(fù)荷損失進(jìn)行評(píng)級(jí)，這已成為電力公司進(jìn)行事故等級(jí)評(píng)定的指導(dǎo)意見(jiàn)。然而，僅僅按照負(fù)荷損失對(duì)故障事件進(jìn)行評(píng)級(jí)，容易忽視故障事件的概率特征[5]。比如，N-2及以上故障事件往往會(huì)導(dǎo)致較嚴(yán)重的故障后果，但其發(fā)生的可能性較低，若僅依據(jù)故障導(dǎo)致的后果進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)，往往要求較高的投資成本，影響電力公司的經(jīng)濟(jì)效益。

為了彌補(bǔ)確定性方法的不足，融入概率認(rèn)識(shí)，基于風(fēng)險(xiǎn)的安全性評(píng)估方法首先由美國(guó)愛(ài)荷華州立大學(xué)的McCalley和Vittal等提出并予以發(fā)展[5-9]。與傳統(tǒng)的確定性靜態(tài)安全分析方法不同，該方法綜合考慮事故發(fā)生的概率因素及事故對(duì)系統(tǒng)的影響因素，采用二者的乘積作為系統(tǒng)的概率風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)。文獻(xiàn)[10]將系統(tǒng)中的隨機(jī)擾動(dòng)等因素通過(guò)概率分析的觀點(diǎn)引入暫態(tài)穩(wěn)定分析；文獻(xiàn)[11]分析了電力系統(tǒng)故障的概率模型，并通過(guò)蒙特卡羅法計(jì)算系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的概率；文獻(xiàn)[12]利用注入空間安全域分析法給出了電力系統(tǒng)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定的概率分布。與靜態(tài)安全分析方法相比，基于風(fēng)險(xiǎn)的安全性評(píng)估方法具有綜合考慮安全性與經(jīng)濟(jì)性、有效指示系統(tǒng)狀態(tài)、風(fēng)險(xiǎn)可組合及疊加等諸多優(yōu)勢(shì)，所以將其引入電網(wǎng)規(guī)劃評(píng)估領(lǐng)域，可以提高評(píng)估精確度及可信度，同時(shí)為電力系統(tǒng)規(guī)劃方案的選擇和優(yōu)化提供方便直觀的數(shù)據(jù)參考。文獻(xiàn)[13-14]討論了風(fēng)險(xiǎn)在電力系統(tǒng)的應(yīng)用，但忽視了風(fēng)險(xiǎn)作為綜合指標(biāo)對(duì)規(guī)劃工作的指導(dǎo)作用。

本文基于風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)對(duì)故障事件進(jìn)行量化排序，通過(guò)對(duì)2015年廣東電網(wǎng)500 kV規(guī)劃方案的研究，并與傳統(tǒng)的確定性分析方法進(jìn)行比較，結(jié)果表明本文提出的方法能夠更加準(zhǔn)確地反映各類故障事件對(duì)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的影響，可以避免對(duì)某些高風(fēng)險(xiǎn)低概率事件的過(guò)度重視和對(duì)某些低風(fēng)險(xiǎn)高概率事件的忽視，能夠更好地評(píng)估規(guī)劃電網(wǎng)在實(shí)際運(yùn)行中保障供電可靠性的能力，幫助規(guī)劃部門優(yōu)先鞏固電網(wǎng)薄弱環(huán)節(jié)，明確電網(wǎng)投資方向。

1 理論基礎(chǔ)

概率風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法將事故的出現(xiàn)概率和事故的嚴(yán)重程度合并為一個(gè)綜合量度指標(biāo)——概率風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)（PRI）[15-18]，該指標(biāo)可用于衡量電網(wǎng)規(guī)劃方案應(yīng)對(duì)各類不確定因素的能力。概率風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)PRI定義為事故概率與其影響程度的乘積[19-21]，其表達(dá)式為

式中：RPRI為系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)；Pi和Ii分別為系統(tǒng)第i個(gè)故障場(chǎng)景發(fā)生的概率和產(chǎn)生的后果。因此，風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究需以確定性的定量分析為基礎(chǔ)，解決概率分析和影響評(píng)價(jià)的任務(wù)。

1.1 概率問(wèn)題建模

本文的故障概率計(jì)算根據(jù)各設(shè)備的歷史停運(yùn)數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)其未來(lái)的不可用率，進(jìn)而計(jì)算各個(gè)故障事件的發(fā)生概率，計(jì)算公式為

式中：P為事故的發(fā)生概率；S為所有設(shè)備集；U為故障設(shè)備集；A為正常設(shè)備集；u為設(shè)備不可用率。

設(shè)備不可用率u的具體計(jì)算方法為

或

式中：Foutage為設(shè)備的停運(yùn)頻率，失效次數(shù)/a；Treair為設(shè)備發(fā)生被迫停運(yùn)后的平均維修時(shí)間，h；8 760為一年的總小時(shí)數(shù)；D表示可用系數(shù)，其定義為

式中：T1為可用小時(shí)，h；T2為計(jì)劃停運(yùn)時(shí)間，h；T3為非計(jì)劃停運(yùn)時(shí)間，h。

在無(wú)有關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)時(shí)，同塔雙回線路的不可用率可根據(jù)單回線路不可用率計(jì)算獲得。由于兩條線路同時(shí)發(fā)生強(qiáng)迫故障的概率極低，因此本文認(rèn)為同桿雙回線路發(fā)生停運(yùn)的概率為其中一回線路檢修時(shí)另一回線路發(fā)生強(qiáng)迫故障的概率，其計(jì)算公式為

式中：pM為同塔雙回線路的不可用率；uunforced-L和uforced-L分別為線路的非強(qiáng)迫停運(yùn)率和強(qiáng)迫停運(yùn)率。元件的非強(qiáng)迫停運(yùn)率和強(qiáng)迫停運(yùn)率的具體計(jì)算方法為

式中，T4表示強(qiáng)迫停運(yùn)時(shí)間，h。強(qiáng)迫停運(yùn)為立即停運(yùn)事件，屬于非計(jì)劃停運(yùn)，非計(jì)劃停運(yùn)時(shí)間中包括強(qiáng)迫停運(yùn)時(shí)間。

線路的故障概率與其長(zhǎng)度有關(guān)，在無(wú)法獲取某條線路具體長(zhǎng)度時(shí)，本文通過(guò)各條線路阻抗與基準(zhǔn)阻抗的比例關(guān)系估算該條線路的長(zhǎng)度，線路基準(zhǔn)阻抗為選取的某種型號(hào)線路的阻抗。具體公式為

式中：LLength為所求線路的長(zhǎng)度；XL為所求線路的阻抗；XB為線路基準(zhǔn)阻抗。

1.2 影響評(píng)價(jià)指標(biāo)分析

規(guī)劃人員應(yīng)用潮流計(jì)算程序分析故障事件對(duì)系統(tǒng)的影響時(shí)，只能發(fā)現(xiàn)設(shè)備過(guò)載和過(guò)電壓等問(wèn)題。但是電網(wǎng)在實(shí)際運(yùn)行中，調(diào)度人員一旦發(fā)現(xiàn)越界情況，就會(huì)及時(shí)采取有效的安全控制策略，將越界現(xiàn)象消除在初始狀態(tài)。所以對(duì)于系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行而言，事故影響最終將會(huì)表現(xiàn)為發(fā)電機(jī)出力變化和負(fù)荷損失。

調(diào)度操作會(huì)導(dǎo)致發(fā)電機(jī)出力變化或負(fù)荷損失，而發(fā)電機(jī)出力變化并不是系統(tǒng)事故，所以各類電網(wǎng)事故對(duì)系統(tǒng)的影響水平就可以通過(guò)統(tǒng)一的失負(fù)荷指標(biāo)進(jìn)行衡量，其可以真實(shí)反映規(guī)劃電網(wǎng)在實(shí)際運(yùn)行中應(yīng)對(duì)各類電網(wǎng)事故、保障供電可靠性的能力，因此選擇失負(fù)荷值作為事故影響評(píng)價(jià)指標(biāo)具有實(shí)際意義。

1.3 計(jì)算步驟及流程

本文基于靈敏度[22-24]分析方法，計(jì)算故障導(dǎo)致的失負(fù)荷概率風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)，計(jì)算流程如圖1所示，具體步驟如下：

步驟1讀入系統(tǒng)網(wǎng)架數(shù)據(jù)和運(yùn)行方式，包括節(jié)點(diǎn)、支路、發(fā)電機(jī)參數(shù)以及發(fā)電機(jī)出力、負(fù)荷分布等信息；

步驟2選取故障事件集，進(jìn)行靜態(tài)安全分析，并計(jì)算故障事件的發(fā)生概率；

步驟3基于靈敏度矩陣，根據(jù)運(yùn)行安全控制策略進(jìn)行發(fā)電機(jī)調(diào)度和切負(fù)荷操作。首先針對(duì)過(guò)載和越界問(wèn)題進(jìn)行發(fā)電機(jī)調(diào)度，選擇調(diào)整發(fā)電機(jī)有功或無(wú)功出力。若調(diào)整發(fā)電機(jī)出力無(wú)法消除目標(biāo)支路過(guò)載或電壓越界問(wèn)題，則可根據(jù)靈敏度矩陣，選擇目標(biāo)支路或節(jié)點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的靈敏度系數(shù)向量，對(duì)于靈敏度系數(shù)正值處節(jié)點(diǎn)削弱發(fā)電機(jī)出力，負(fù)值處節(jié)點(diǎn)切負(fù)荷，在保證系統(tǒng)有功或無(wú)功平衡條件下解決目標(biāo)支路過(guò)載或電壓越界問(wèn)題；

步驟4計(jì)算失負(fù)荷概率風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)，并根據(jù)失負(fù)荷概率風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)對(duì)故障事件進(jìn)行量化排序。

1.4 風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)的意義和作用

對(duì)于電力系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)綜合考慮故障事件的概率和故障事件對(duì)系統(tǒng)的影響。通過(guò)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，能夠辨識(shí)電網(wǎng)失效事件發(fā)生的可能性以及事件后果的嚴(yán)重程度，讓規(guī)劃人員和運(yùn)行調(diào)度人員了解每個(gè)決策承擔(dān)的風(fēng)險(xiǎn)，并在風(fēng)險(xiǎn)和收益之間進(jìn)行抉擇，以尋找一個(gè)合理且經(jīng)濟(jì)的措施來(lái)有效降低風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)和防范故障事件的發(fā)生。

將風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估應(yīng)用到系統(tǒng)規(guī)劃與運(yùn)行中，量化評(píng)估電網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)，通過(guò)不確定性分析科學(xué)地確定電網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，為開(kāi)展電網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作提供指導(dǎo)，對(duì)于存在的風(fēng)險(xiǎn)制定控制相應(yīng)措施，從而提高電網(wǎng)運(yùn)行控制水平，確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定和可靠供電。

此外，由于不可用率本身是元件在時(shí)域內(nèi)運(yùn)行狀態(tài)的期望值，因此基于不可用率計(jì)算得到的失負(fù)荷概率風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)實(shí)際上是系統(tǒng)未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)某個(gè)時(shí)刻的瞬時(shí)指標(biāo)，反映的是系統(tǒng)的功率損失，該指標(biāo)與評(píng)估時(shí)間的乘積即為電能損失。因此，根據(jù)失負(fù)荷概率風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)可以計(jì)算投資收益年限內(nèi)負(fù)荷損失造成的調(diào)度經(jīng)濟(jì)成本，該成本可與規(guī)劃投資成本進(jìn)行比較，并綜合考量可靠性、經(jīng)濟(jì)性等因素，以此確定事故處理的范圍，劃分規(guī)劃與調(diào)度的責(zé)任界限，確定電網(wǎng)規(guī)劃的投資方向和內(nèi)容。

圖1 風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)量化故障事件流程Fig.1Flow chart of the quantified method on the failure event based on risk indices

2 算例分析

本文以2015年廣東電網(wǎng)500 kV規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)作為實(shí)際研究系統(tǒng)。研究系統(tǒng)包括廣東電網(wǎng)全境輸電網(wǎng)設(shè)備，覆蓋了廣州、深圳、東莞、佛山等廣東23個(gè)地級(jí)市的配電網(wǎng)設(shè)備以及與廣西、香港、澳門電網(wǎng)互聯(lián)設(shè)備等，共包括2 626條母線，1 475條輸電線路，2 064臺(tái)變壓器及198臺(tái)發(fā)電機(jī)。

2.1 故障事件概率計(jì)算分析

基于《2006—2012年廣東電網(wǎng)歷史可靠性統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)》，可得到500 kV線路、母線、變壓器歷年的平均可用系數(shù)以及線路的計(jì)劃停運(yùn)時(shí)間、非計(jì)劃停運(yùn)時(shí)間和強(qiáng)迫停運(yùn)時(shí)間，如表1所示。

表1 廣東電網(wǎng)500 kV元件可靠性參數(shù)Tab.1Reliability parameters of 500 kV components for Guangdong grid

基于以上數(shù)據(jù)，根據(jù)式（4），可得線路、變壓器、母線的不可用率分別為9.0×10-4、5.4×10-4和7.0×10-4。根據(jù)式（7）和式（8），可求得線路的強(qiáng)迫停運(yùn)率和非強(qiáng)迫停運(yùn)率分別為2.59×10-4和6.32× 10-4。根據(jù)式（6）求得同塔雙回線路不可用率為1.64× 10-7。根據(jù)式（1），由各元件的不可用率可求得故障事件的故障概率，如表2所示。

表2 廣東電網(wǎng)500 kV故障事件概率Tab.1Probability of 500 kV failure events for Guangdong grid

此外，本文采用4×720線型單位長(zhǎng)度阻抗作為線路長(zhǎng)度計(jì)算的基準(zhǔn)阻抗，并根據(jù)式（9）計(jì)算線路長(zhǎng)度。

2.2 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估計(jì)算結(jié)果

本文故障集選取包括500 kV線路、母線、變壓器N-1故障以及500 kV同塔雙回線路故障?；贐PA軟件，對(duì)故障集中各故障事件進(jìn)行靜態(tài)安全分析，并基于靜態(tài)安全分析結(jié)果進(jìn)行運(yùn)行安全控制策略分析，記錄導(dǎo)致負(fù)荷損失的故障事件。

結(jié)果表明，共有28個(gè)故障事件會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)失負(fù)荷，其中變壓器故障事件為23個(gè)，母線故障事件為3個(gè)，同塔雙回線路故障事件為2個(gè)，各故障事件的故障元件、故障概率、失負(fù)荷值以及失負(fù)荷概率風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)如表3所示。

2.3 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果分析

（1）通過(guò)失負(fù)荷概率風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)對(duì)故障事件量化排序與通過(guò)確定性方法量化故障事件嚴(yán)重程度結(jié)果有較大不同。母線故障失負(fù)荷值較高，比如玉城站500 kV母線故障事件導(dǎo)致的失負(fù)荷值2 530 MW，在所有故障事件中位列第1，但綜合考慮其故障影響和故障概率之后，母線故障的失負(fù)荷概率風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)并不是最高的。部分變壓器故障的失負(fù)荷值并不高，但其故障概率較高，因此其失負(fù)荷概率風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)反而最高。此外，由于同塔雙回線路的故障概率較低，其失負(fù)荷概率風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)也很低。如圖2所示，母線故障的失負(fù)荷概率風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)用虛線標(biāo)記，其他設(shè)備故障的失負(fù)荷概率風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)用實(shí)線標(biāo)記，可以發(fā)現(xiàn)，各故障事件失負(fù)荷值和失負(fù)荷概率風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)的量化排序情況并不一致。

表3 規(guī)劃方案風(fēng)險(xiǎn)分析結(jié)果Tab.3Analysis result of the planning scheme

（2）基于失負(fù)荷概率風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)對(duì)故障事件進(jìn)行量化排序更符合工程實(shí)際情況。本算例中變壓器都是500 kV主變，這些設(shè)備直接承擔(dān)著下屬配網(wǎng)的全部負(fù)荷，一旦發(fā)生故障，便會(huì)產(chǎn)生較為嚴(yán)重的后果。母線故障雖會(huì)導(dǎo)致較為嚴(yán)重的故障后果，但由于母線設(shè)備的可靠性較高、維修力度較大，母線發(fā)生故障的概率較低，實(shí)際運(yùn)行中并不會(huì)因其故障對(duì)系統(tǒng)造成較大影響。同樣，同塔雙回線路發(fā)生故障的可能性很低，其對(duì)實(shí)際系統(tǒng)運(yùn)行造成的影響并不如單純的故障導(dǎo)致的失負(fù)荷值所反映的那么嚴(yán)重。根據(jù)表3和圖2所示結(jié)果對(duì)比分析可知，通過(guò)失負(fù)荷概率風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)對(duì)故障事件量化排序可以客觀科學(xué)地反映上述工程實(shí)際情況，避免了對(duì)某些高風(fēng)險(xiǎn)低影響事件的過(guò)度重視和對(duì)某些低影響高概率事件的忽視，相較于確定性分析，能夠更加準(zhǔn)確的反映各類故障事件對(duì)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的影響。

（3）基于失負(fù)荷概率風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)對(duì)故障事件進(jìn)行量化排序指導(dǎo)電網(wǎng)規(guī)劃工作更具實(shí)際意義。根據(jù)表3所示可知，考慮到事故實(shí)際發(fā)生概率之后，電網(wǎng)規(guī)劃人員可以根據(jù)失負(fù)荷概率風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)重新判斷故障嚴(yán)重程度，首先維護(hù)鞏固風(fēng)險(xiǎn)較大的故障元件，提高這些故障元件的可靠性，而不是將規(guī)劃重點(diǎn)放在失負(fù)荷值較高的故障元件上，避免對(duì)某些設(shè)備的過(guò)度維護(hù)和對(duì)某些設(shè)備的忽視，從而能夠從電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行的角度制定規(guī)劃方案，維護(hù)電網(wǎng)運(yùn)行的可靠穩(wěn)定。比如，母線事故可導(dǎo)致較高的失負(fù)荷值，但其失負(fù)荷概率風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)較低，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的影響程度較低，可以通過(guò)保護(hù)或安穩(wěn)、加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)等手段防止故障發(fā)生，而不是采取較為昂貴復(fù)雜的新建母線、斷路器或者調(diào)整網(wǎng)架結(jié)構(gòu)等措施，如此可將資金用于維護(hù)鞏固失負(fù)荷概率風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)較高的部分主變?cè)O(shè)備，這樣既保證了電網(wǎng)的安全運(yùn)行，也明確了規(guī)劃重點(diǎn)和投資方向。

圖2 失負(fù)荷值與概率風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)對(duì)比分析Fig.2Contrast analysis between the loss load value and the probabilistic risk indices

3 結(jié)語(yǔ)

目前，大多數(shù)電力公司在進(jìn)行規(guī)劃工作時(shí)采用傳統(tǒng)的潮流計(jì)算、短路電流計(jì)算、穩(wěn)定分析等確定性分析方法，沒(méi)有充分考慮到未來(lái)電網(wǎng)中不確定因素（負(fù)荷預(yù)測(cè)不準(zhǔn)確性，故障事件的隨機(jī)性等）的概率本質(zhì)。

本文提出了基于風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)的故障事件量化評(píng)價(jià)的方法。風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)能綜合考慮故障發(fā)生的概率和對(duì)系統(tǒng)的影響兩個(gè)方面，更科學(xué)地評(píng)價(jià)故障事件。根據(jù)失負(fù)荷概率風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)對(duì)事故進(jìn)行量化排序，可以更加客觀科學(xué)地判斷各個(gè)事故對(duì)系統(tǒng)的影響程度，分析結(jié)果符合工程實(shí)際，能夠有效幫助電網(wǎng)規(guī)劃人員判斷電網(wǎng)薄弱環(huán)節(jié)，明確規(guī)劃目標(biāo)和重點(diǎn)，優(yōu)選規(guī)劃方案，確定合理的投資方向，保證規(guī)劃方案的實(shí)用性和資金的有效性。

通過(guò)對(duì)2015年廣東電網(wǎng)500 kV規(guī)劃方案的實(shí)際研究，計(jì)算結(jié)果表明，基于風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)對(duì)故障事件進(jìn)行量化評(píng)價(jià)，更加符合工程實(shí)際情況，避免對(duì)某些高風(fēng)險(xiǎn)低概率事件的過(guò)度重視和對(duì)某些低風(fēng)險(xiǎn)高概率事件的忽視，為電網(wǎng)規(guī)劃的合理投資提供了方向。

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peizhang166@gmail.com

Risk-based Transmission System Contingency Quantitative Assessment Approach and Its Application in System Planning

CAI Guanglin1，ZHENG Xiubo1，ZHANG Pei2，LEI Yunkai
（1.Guangdong Power Grid Planning Research Center，Guangzhou 510080，China；2.Key Laboratory of Smart Grid of Ministry of Education，Tianjin University，Tianjin 300072，China）

State Council Order No.599 requests power system contingencies should be ranked based on their impacts on power system in terms of load loss value.However，this ranking method ignores probabilistic characteristics of system contingencies.This may mislead investments and cause improper utilization of funds.This paper proposes risk index to rank contingencies then guides system planning.Studies on Guangdong 2015 planning system indicate that the risk index can objectively evaluate each contingency with the consideration of probability and impact together，which provides system planners correct investment priorities and determine the orientation of the grid investment.

security control；loss of load；risk evaluation；grid planning

TM715

A

1003-8930（2015）12-0085-06

10.3969/j.issn.1003-8930.2015.12.15

蔡廣林（1980—），男，博士，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)殡娏ο?/p>

統(tǒng)規(guī)劃和運(yùn)行及電力系統(tǒng)穩(wěn)定。Email：tonysang_ren@163.com

鄭秀波（1984—），男，碩士，工程師，研究方向?yàn)檩旊娋W(wǎng)規(guī)

劃。Email：zhengxiubo@gd.csg.cn

張沛（1972—），男，博士，教授級(jí)高工，研究方向?yàn)殡娏ο到y(tǒng)

規(guī)劃和運(yùn)行、電力系統(tǒng)穩(wěn)定性、可靠性和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。Email：

2014-05-19；

2014-08-05